研精覃思——高功率短时程消融

王禹川 周菁 丁燕生

由于抗心律失常药物治疗的不足及介入治疗技术的快速发展,射频导管消融(radiofrequency catheter ablation,RFCA)已逐步成为心房颤动(atrial fibrillation,AF)的重要治疗方式。在众多的消融方案中,环肺静脉隔离(circumferential pulmonary vein isolation,CPVI)的决定性作用已被STARAF Ⅱ等大型研究所证实。因此,安全、快速、有效、持久的实现CPVI是当前电生理医师着力追求的目标。近期,高功率短时程(high-power short-duration,HPSD)的CPVI方法吸引了人们的关注,并逐渐被广大电生理医师尝试应用。对于HPSD 策略的界定,涵盖了消融功率≥45 W 和消融时间≤20 s的所有消融设置方案。笔者就HPSD 消融策略的理论基础和可能存在的问题进行扼要的回顾,以供广大电生理医师参考。

1 HPSD消融策略的理论基础及优势

我们知道,射频电流引发的阻抗热(resistive heat,RH)和RH 向周边传导的传导热(conductive heat,CH)是RFCA实现目标心肌组织损毁的能量形式[1]。RH 源自电流通过心肌细胞时引发的离子高频振荡,其水平与输出功率所至的电流强度平方呈正相关,并可在2～5 s的时间内达到峰值[2]。因组织温度超过80℃可发生气化和爆裂,RFCA 时应将任意心肌水平的组织温度控制在50℃～80℃这一有效和安全范围内,所以输出功率存在理论上限值。由于通过局部心肌的射频电流强度随心肌距消融电极距离的增加呈平方衰减,加之存在输出功率的限制,RH 造成的不可逆心肌损伤往往局限在距消融电极1～2 mm 的区域内[3]。因此,RH 直接引发的心肌不可逆损伤快速而表浅。在远离消融电极的心肌组织,因射频电流强度快速衰减,局部电流引发的RH 水平不足以促使心肌不可逆损伤。然而,由于心肌细胞具有热传导特性,紧邻消融电极处心肌组织产生的RH 可作为热源向远端心肌组织扩散热量,即通过CH 的方式促使远端心肌组织升温。因此在持续放电消融时,远端心肌组织可在RH 和CH 的叠加效应下发生不可逆损伤。研究表明,稳定贴靠下持续消融约20 s可接近输出功率所能产生的最大损伤深度,进一步增加损伤深度需要通过提高输出功率来实现[4]。因此,适当调整消融时间可以改变被消融组织的损伤深度。与心室壁相比,心房壁厚度明显变薄,特别是心房后壁。Chikata等[5]应用多排螺旋CT 测量59例接受RFCA治疗的AF患者肺静脉前庭区心肌壁厚度,除左侧前嵴部和右侧前Carina区平均厚度超过3 mm 外,其他部位平均厚度小于2.5 mm,后壁平均厚度小于2 mm。组织学研究表明,尽管左心耳与左肺静脉间的前嵴部较厚,但心肌厚度并不显著,侧嵴上端肌层厚度为(2.8±1.1)mm,下端为(1.7±0.8)mm[6]。Platonov等[7]的研究也证实左房后壁中心区自下而上变薄,87%的上部区域、86%的中部区域和67%的下部区域心房壁厚度≤3 mm。除左房后壁较薄外,左房后壁还与食管紧邻。Cury等[8]的影像学研究显示,左房后壁内膜面至食管前壁外侧缘的距离仅为(1.9±0.7)mm,且两者间鲜有脂肪组织存在。上述解剖学特点表明,消融所致的左房透壁损伤,特别是后壁,可在短时间内形成,且短时间消融可避免CH 引发的临近组织损伤。基于上述热损伤形成原理和解剖学特征,一些学者开始尝试CPVI的HPSD 消融策略,并得出如下结论:HPSD 消融策略具有耗时短、X 线曝光量少、安全性和有效性兼顾的特点[9－12]。

2 HPSD消融策略可能引发的问题

尽管早期研究证实CPVI的HPSD 消融策略具有可行性和临床优势,但随着近期一些临床研究结果的公布,HPSD消融策略可能存在的问题需要广大电生理医师知晓。Ücer等[13]应用50 W、6～10 s的HPSD 消融策略对25例阵发AF患者行CPVI,目标温度43℃、导管-组织贴靠力10～20 g、灌注流速15 ml/min。研究者在常规方法证实肺静脉隔离20 min后反复推注18 mg腺苷逐一验证肺静脉隔离情况,结果18%的肺静脉存在与心房的隐匿传导。然而Andrade等[14]的研究显示,在消融导管相同、消融方法和验证方法相似的情况下,应用传统消融策略,目标温度45℃、导管-组织贴靠力5～50 g、输出功率25 W(后壁)和30～35 W(非后壁)、灌注流速17 ml/min(后壁)和17～30 ml/min(非后壁),肺静脉隔离后的心房-肺静脉隐匿传导发生率仅为8%。尽管两项研究消融路径、导管-组织贴靠力和灌注流速存在一定差异,但20 min观察期后HPSD 消融较高的心房-肺静脉隐匿传导率暗示HPSD 消融效果的持久性有待进一步验证。Bunch 等[15]应用意向性分析法比较AF 患者HPSD消融和低功率长时程消融(LPLD)的差异。各组402例患者,LPLD 组后壁30 W、5 s,前壁30 W、10～20 s,HPSD 组后壁50 W、2～3 s,前壁50 W、5～15 s。尽管两组AF复发率在随访1年(HPSD 组16.2%,LPLD 组12.9%,P＝0.19)和3年(HPSD 组30.7%,LPLD 组26.5%,P＝0.23)时无显著差异,但两组间心房扑动发生率却显著不同。1年时HPSD 组心房扑动发生率为11.2%,而LPLD 组 为7.2%(P＝0.03),3年时HPSD 组心房扑动发生率分别为21.9%,而LPLD 组为16.1%(P＝0.04多变量分析)。与Ücer等的研究结果相仿,这一结果也提示HPSD 消融可能存在心肌损伤持久性不足问题,这或许与消融时间过短致总损伤能量不足及CH 生成减少致深部心肌纤维有效损伤不彻底有关,因此我们需要更多的临床研究来明确可靠的HPSD 消融设置,以确保HPSD 消融的持久有效。对于HPSD 消融可以避免食管损伤的理论设想,一些临床研究给出了否定答案。Baher等[16]应用MRI延迟现象技术发现,HPSD 消融对食管损伤的影响与传统的LPLD 消融相似。研究者将687例首次接受AF消融治疗的患者分入HPSD 消融组(50 W、5 s,574例)和LPLD 消融组(25～35 W、10～30 s,113例),患者在术后24小时内接受食管MRI检查。影像结果显示,食管无损伤、轻度损伤、中度损伤和重度损伤在HPSD 消融组分别为64.8%、21.0%、11.5%和2.8%,在LPLD 消融组分别为57.5%、28.3%、11.5%和2.7%,P＝0.37。在Reddy等[12]90 W、4s的HPSD 消融研究和Bunch等[15]50 W、2～5 s的HPSD 消融研究中,各报导1例患者在HPSD 消融后出现食管溃疡表现。Barbhaiya等[17]应用含12个温度感受器的测温导管监测50 W、6 s设置下左房后壁逐点消融时的食管温度变化。结果发现在保持导管-组织贴靠力在10～15 g时,单点消融可使食管腔内温度最高上升5.8℃,平均最大上升温度为3.5℃,2.5%的消融损伤使食管温度上升4℃,10.6%的消融损伤使食管温度上升2～4℃。荟萃分析表明,食管温度超过39～40℃或温度上升超过2℃是发生食管损伤的预测指标[18]。上述研究表明,HPSD 消融策略同样会导致食管损伤的发生。除无法避免心房临近组织损伤外,HPSD消融的消融时间安全窗随输出功率增加显著变窄的事实也不容忽视。Leshem 等[19]应用新型消融导管QDOT Micro在组织标本评估90 W/4 s、90 W/6 s和70 W/8 s的消融安全性,每组方案进行28次消融,导管灌注流速8 ml/min,目标温度65 ℃。90 W/4 s组无气化爆裂和焦痂形成,90 W/6 s组2例气化爆裂和5例焦痂形成,70 W/8 s组1例气化爆裂和3例焦痂形成。与此研究相似,Bhaskaran等[20]也发现70 W/5 s和80 W/5 s消融易发生气化爆裂现象。由此可见,超高输出功率下的消融时间安全窗明显缩短,临床医师必须谨慎使用。

与传统消融方式相比,CPVI的HPSD 消融策略存在固有优势,然而随着临床实践的逐渐增多,该策略可能存在的问题也逐渐显现。基于下述两个原因,我们认为HPSD 消融策略目前不宜在临床全面推广。首先,HPSD 消融策略尚缺乏被大家一致认可的消融参数设置,导致出现不同中心不同设置的混乱局面,因此CPVI的HPSD 消融有效性、安全性、损伤持久性还需大量的临床研究和长时间的临床随访加以验证。其次,现有消融导管不能保证HPSD 消融的安全实施。由于高功率的应用,RH 可导致心肌局部温度短时间急剧升高,因此需要镶嵌在消融导管内的温度感受器及时准确反馈温度信息而适时终止电流输出。现有消融导管的温度感受器均远离导管-组织接触表面,加之盐水灌注对消融导管远端的冲刷,因而不能及时准确的感知组织温度变化,为高功率消融引发组织温度过热、继而产生并发症埋下隐患。值得一提的是,新型消融导管QDOT Micro能够帮助我们解决现有消融导管温度反馈存在的问题,因为其远端的3个温度感受器镶嵌在距电极表面仅75μm 的部位,所以可以及时准确地反映导管-组织贴靠部位的温度[19]。与HPSD消融策略相比,尽管传统消融方式存在耗时长且疗效相仿的劣势,但传统消融策略的有效性和安全性已得到大量临床实践的验证,且延长的手术时间往往不足30 min。基于这一考虑,在HPSD 消融策略明确安全、有效的消融参数设置和新型消融导管投入临床使用前,建议大家不要盲目应用CPVI的HPSD 消融策略。当然,对于经验丰富的临床中心,应该有条理、有目的地对HPSD 消融策略进行逐步探索,为HPSD 消融策略最终安全、有效地应用于临床做出积极贡献。